高等植物叶绿素生物合成的研究进展

叶绿素是植物叶绿体内参与光合作用的重要色素,其功能是捕获光能并驱动电子转移到反应中心.整个叶绿素生物合成过程(L-谷氨酰-tRNA→叶绿素a→叶绿素b)需要15步反应,涉及15种酶,迄今在模式植物拟南芥中已分离到27个编码这些酶的基因,完成了以拟南芥为代表的被子植物叶绿素生物合成全部基因的克隆.本文主要对近年来国内外有关植物叶绿素的生物合成过程及相关酶基因的克隆、生物合成途径中2个关键步骤(σ-氨基酮戊酸(ALA)合成和Mg离子插入原卟啉Ⅸ的调节)、影响叶绿素生物合成的主要因素(光、温度、营养元素等),以及叶绿素生物合成相关酶的其他生物学功能等的研究进展进行综述.     

水稻黄绿叶突变体研究进展

叶绿素是植物光合作用的重要色素,叶绿素的合成决定植物的光合效率,并且直接影响作物的产量和品质。叶绿素的合成及分解代谢是一个非常复杂的过程,在此过程中有较多的基因参与,其中任何一个基因发生突变都有可能影响叶绿素的合成及分解,从而使叶片表现出各种叶色变化或者会影响植物的生长。叶色突变体研究是探明叶绿体发育过程中基因功能的有效途径。因此,发掘和鉴定叶色突变基因,开展与叶绿素相关基因的定位、克隆及功能研究均具有重要的理论意义和应用价值。综述了水稻黄绿叶突变体的研究进展,旨在为研究水稻叶绿素生物合成途径和光合作用机制提供理想的材料,同时还可作为标记性状在杂种优势中进行利用。     

日克隆成功柑橘抗癌成分β隐黄素合成酶

《日经生物技术》１９９９年４月１２日第１１页报道：农林水产省果树试验场小组成功地克隆了柑橘类具有抗癌作用的β隐黄素合成酶基因。β隐黄素是人们所熟知的植物机能性成分———胡萝卜素的一种。动物试验证明,它的抗癌能力比菌脂色素等其他胡萝卜素类强,抑制癌症效果好。这项技术有可能应用于开发大量蓄积β隐黄素的新植物品种和利用微生物等低成本生物大量生产该物质。成果的详细情况于３月３０日在仙台市召开的日本植物生理学会上发表。这次果树试验场小组克隆的是从β胡萝卜素生物合成β隐黄素的酶———β隐黄素氢氧化酶（Ｃｉｔ…     

果实表达PGIPs的基因克隆及功能研究进展

多聚半乳糖醛酸酶(PGs)是病原真菌早期侵染植物的一个重要致病因子。多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIPs)作为植物防御蛋白,能特异性抑制真菌分泌的多聚半乳糖醛酸酶,并通过延长寡聚半乳糖醛酸(OGs)的稳定期激活植物防御反应。综述PGIPs在植物细胞中的定位,PGIPs与PGs之间的作用方式,PGIPs基因的分离与克隆,以及PGIPs对果实感病的影响,并对PGIPs的研究前景进行展望。     

玉米黑粉菌mt DNA的研究 Ⅰ.DNA克隆和基因图谱

本文对玉米黑粉菌mtDNA进行了如下研究:(1)将mt DNA的Bam HⅠ和Pss Ⅰ两套酶切片段分别克隆到pBR322的相应位点上,共克隆到占其基因组总长度89.3%的序列。(2)以植物或真菌来源的线粒体基因作探针,用低严紧度DNA分子杂交法鉴定出了玉米黑粉菌线粒体中的7个基因,并对照另文发表的限制性内切酶图谱,初步得出了这些基因在mt DNA上排列分布的基因图谱。它们排列的次序为:—COB—OⅫ—S—rRNA—OⅩⅢ—L—rRNA—ATPase6—OⅪ—。(3)对已鉴定出的3个含线粒体基因的克隆质粒,用E.coli极大细胞系统作了表达研究,但没见到线粒体基因的编码产物。     

查尔酮合酶基因的克隆、全序列分析及在大肠杆菌中的高效表达

类黄酮是植物中的一种重要的次级代谢产物,它与植物的花色形成有关。查尔酮合酶(Chalcone synthase,CHS)是类黄酮合成途径中的一个关键酶,在植物体内,CHS表达量的增加或减少都可能改变花的颜色。从矮牵牛(Petunia hybrida)花瓣的cDNA中克隆到了CHS—A基因,进行了全序列分析,并与国外已报道的CHS—A序列进行了同源性比较。结果表明,克隆的CHS-A基因长为1170bp,编码一个由389个氨基酸组成的多肽,与国外已报道的CHS—A同源率高达99％。此外,还在大肠杆菌中实现了CHS—A基因的高效表达。CHS—A基因的成功克隆与表达为研究CHS—A基因对植物花色的影响打下了一个良好的基础。     

抗真菌病重组植物获得美国专利

美国DNA Plant Technology公司1990年7月就抗真菌病重组植物获得美国专利,专利号为US4751081.这项专利的内容是壳质酶,它能分解真菌的细胞壁,从而摧毁真菌.这种酶的基因是经基因操作整合入植物基因组中.从而提高重组植物的抗病力.用壳质酶切断的壳质分解产物是引发物质,刺激植物的免疫体系,增加对真菌病的抵抗力.因此该公司期望除在栽培期间显示耐病性外,还能防止在收获后保存时引起的真菌污染.现     

芽孢杆菌酰基高丝氨酸内酯酶基因的克隆及表达

N-酰基高丝氨酸内酯(N—acyl—homoserine hctones．AHLs)作为细菌群体应答系统(Quorum—sensing)中的关键信号分子,其浓度是决定许多动、植物病原菌致病基因的表达的关键因子,酰基高丝氨酸内酯酶基因可以水解AHk丹子的内酯键,使．MILs失去生物活性,从而减弱致病菌的危害．该研究旨在从芽孢杆菌中克隆酰基高丝氨酸内酯酶基因并获得纯化蛋白。根据已知酰基高丝氨酸内酯酶基因的保守序列设计引物,利用PCR方法从2株芽孢杆菌的基因组DNA中克隆出阿个基因SS1和SS10。利用在基因库中进行同源比对．结果表明SS1和SS10编码的蛋白产物SS1和SS10均为酰基高丝氨酸内酯酶。将两个基因在大肠杆菌中诱导表达,通过亲和层析获得了纯化蛋白。     

植物花色呈现的生物化学、分子生物学机制及其基因工程改良

文章综述了植物花色基因工程改良的前提、策略和特殊性。植物主要花色色素类黄酮、类胡萝卜素的合成途径和相关酶的基因表达已基本研究清楚,关键酶的基因已被克隆。花色的基因工程改良遵循一般植物基因工程规律,而且是系统工程,要求花器官特异性启动子,基本策略为抑制关键酶的基因表达、导入调节基因或新的外源基因。花色基因工程可能成为获得雄性不育的方式之一,应与传统育种技术有机结合,当然也存在安全性问题。     

重金属对植物吲哚乙酸合成与分解影响研究进展

生长素在调节植物生长和抗重金属胁迫中具有重要作用。重金属胁迫下植物为维持自身生长,必须维持生长素的内稳态和自身代谢平衡。生长素的内稳态受到生物合成、生长素结合以及水解、代谢失活等生理活动的严格控制。一些涉及生长素合成与分解的相关酶系和基因已被识别或克隆,然而重金属胁迫下与生长素合成与分解有关基因的上调或下调以及相关酶系的激活或失活却研究尚少。揭示植物遭受重金属胁迫后生长素合成与分解变化的机理,可为植物修复实践中合理使用植物生长调节剂提供理论依据。本文以生长素的主要代表物吲哚乙酸(IAA)为例,讨论重金属胁迫下,植物体内IAA合成、分解机制及其赋存形态等方面的研究进展,并从重金属胁迫下植物IAA合成途径的相对重要性、IAA形态变化和作用以及激素间的交互作用等方面探讨了该领域的研究方向。     

铁蛋白基因表达对烟草耐低铁能力的影响

铁是植物生长发育的必需元素。由于土壤中的三价铁离子不能被植物直接利用, 使一些植物经常表现出缺铁症状。为探讨利用铁蛋白基因提高植物耐低铁胁迫的作用, 利用农杆菌介导法将大豆铁蛋白基因SoyFer1和内源反义铁蛋白基因NtFer2的cDNA分别导入烟草基因组, 采集转基因烟草种子。对T1转基因烟草的卡那霉素抗性分析表明, 整合到烟草基因组的外源基因多为单拷贝基因, 也有少数为多拷贝基因。对具有卡那霉素抗性的转基因植株进行PCR检测和Northern杂交分析表明, 外源基因已整合到烟草基因组中, 并且得到了正确表达。将转基因株系移栽到铁离子浓度不同的培养基中生长2个月后进行比较表明, 转大豆铁蛋白基因烟草株系的生长量明显高于非转基因烟草株系, 而转内源反义铁蛋白基因烟草株系的生长量则明显低于非转基因烟草株系。转大豆铁蛋白基因和转内源反义铁蛋白基因烟草株系的叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性等生理性状也发生了明显变化, 表现为转大豆铁蛋白基因株系的叶绿素含量明显增加, POD活性明显增强, MDA含量明显降低; 而转内源反义铁蛋白基因株系的叶绿素含量、POD活性和MDA含量等则表现为与转大豆铁蛋白基因株系的相反。铁蛋白过量表达提高了烟草耐低铁能力, 而铁蛋白抑制表达则降低了烟草耐低铁能力。     

查尔酮合酶基因转化矮牵牛：——改变花色的新途径

查尔酮合酶是花色素合成途径中的关键酶,它在植物中的表达量直接影响到花色的变化。将来源于矮牵牛中的查尔酮合酶基因正向克隆到含有ＣａＭＶ３５Ｓ启动子的中间介体中,通过土壤农杆菌介导导入矮牵牛,转基因矮牵牛花色发生了明显的变化。用Ｎｏｒｔｈｂｅｒｎ杂交分析表明,转基因植物中,内源和外源查尔酮合酶基因的转录均受到抑制。     

铁蛋白基因表达对烟草耐低铁能力的影响

铁是植物生长发育的必需元素。由于土壤中的三价铁离子不能被植物直接利用。使一些植物经常表现出缺铁症状。为探讨利用铁蛋白基因提高植物耐低铁胁迫的作用,利用农杆菌介导法将大豆铁蛋白基因SoyFer1和内源反义铁蛋白基因NtFer2的cDNA分别导人烟草基因组,采集转基因烟草种子。对T1转基因烟草的卡那霉素抗性分析表明,整合到烟草基因组的外源基因多为单拷贝基因,也有少数为多拷贝基因。对具有卡那霉素抗性的转基因植株进行PCR检测和Northern杂交分析表明,外源基因已整合到烟草基因组中,并且得到了正确表达。将转基因株系移栽到铁离子浓度不同的培养基中生长2个月后进行比较表明,转大豆铁蛋白基因烟草株系的生长量明显高于非转基因烟草株系,而转内源反义铁蛋白基因烟草株系的生长量则明显低于非转基因烟草株系。转大豆铁蛋白基因和转内源反义铁蛋白基因烟草株系的叶绿素含量、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）活性等生理性状也发生了明显变化,表现为转大豆铁蛋白基因株系的叶绿素含量明显增加,POD活性明显增强,MDA含量明显降低：而转内源反义铁蛋白基因株系的叶绿素含量、POD活性和MDA含量等则表现为与转大豆铁蛋白基因株系的相反。铁蛋白过量表达提高了烟草耐低铁能力,而铁蛋白抑制表达则降低了烟草耐低铁能力。     

华裔科学家克隆出哺乳动物日周期主控基因

华裔科学家克隆出哺乳动物日周期主控基因生物节律分子机制的研究是１９９７年科学界的一大热点,美国和日本的实验室分别克隆到了几个与生物节律有关的基因（已在本刊１９９８年第１期报道）,１９９７年９月和１２月的Ｃｅｌ杂志刊载华裔科学家孙中生等的文章,称他们克...     

植物纤维素合成酶基因和纤维素的生物合成

纤维素地球上最丰富的生物大分子和最重要的可再生资源,1996年克隆了第一个植物纤维素合成酶基因,植物纤维素的生物合成需要多个纤维素合成酶与其他相关酶如Korrigan纤维素酶,蔗糖合成酶等来共同完成。本文介绍了植物纤维素合成酶基因和纤维素的生物合成途径及其相关基因如蔗糖合成酶基因、KORRIG-AN基因等研究进展。     

美国布鲁克海文国家实验室构建低木质素转基因植物

2012年7月31日,美国能源部（DOE）下属的美国布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory,BNL）宣布,其研究团队构建了导入新酶基因的转基因植物,所导入的新酶能够有效地修饰木质素合成前体。木质素是使植物生物质的分解变得特别困难的植物细胞壁组成成分。     

从人血液中克隆过氧化氢酶基因

目的从人血液中克隆过氧化氢酶基因。方法以新鲜的人血液为材料,提取全血RNA,运用RT—PCR方法扩增过氧化氢酶基因,构建pMDl8T／CAT克隆载体,并进行了不同来源过氧化氢酶的氨基酸序列同源分析。结果从人血液中成功扩增出过氧化氢酶基因,获得了重组载体PMD-18T／CAT,氨基酸序列分析的同源性达80％以上。结论从人血液中可以很方便地克隆出过氧化氢酶基因。     

植物体内干旱信号的传递与基因表达

干旱是严重影响植物生长发育的重要环境胁迫因子之一。干旱能影响植物的水分状态,使植物缺水遭受伤害。近年来,相继从拟南芥等植物中克隆出了一些受干旱诱导的基因,如蛋白激酶基因、光合基因、渗透调节基因、功能蛋白基因（如LEA基因）等。干旱等胁迫信号经历一系列的传递过程,最后诱导这些特定基因的表达。在植物体中,可能存在依赖ABA型和不依赖ABA型两条干旱信号的传递途径。近年来从高等植物中分离出一系列调控干旱相关基因表达的转录因子,通过转录因子之间以及与其它相关蛋白之间的相互作用,激活或抑制干旱等胁迫因子诱导的基因表达。     

人ING4的基因克隆及真核表达

目的克隆人生长抑制因子家族（inhibitor of growth famility member4,ING4）基因,构建其真核表达载体pEGFP—ING4。方法提取人胎盘总RNA,经RT—PCR扩增出ING4 cDNA,克隆至pEGFP—C2载体,构建的真核表达载体pEGFP—ING4用双酶切、基因测序进行序列鉴定;转染MCF-7细胞用荧光显微镜和免疫组化检测重组质粒的表达。结果RT—PCR产物为750bp的条带,双酶切和基因测序正确,转染可见目的蛋白融合表达。结论从人胎盘组织中成功克隆了ING4基因并构建其真核表达质粒在人MCF-7细胞中表达,为进一步研究1NG4基因的作用及抗肿瘤机制奠定了基础。     

植物3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因研究进展

细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、叶绿素、萜类等类异戊二烯物质,是植物中广泛存在的一类代谢产物,在植物生长发育过程中起着非常重要的作用。一些萜类化合物作为药物的合成前体或有效的药用成分在工农业及医药生产上具有重要的经济价值。类异戊二烯物质主要通过甲羟戊酸代谢途径中的一系列酶催化合成,其中,3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase, HMGR)是该代谢途径中的第一个关键限速酶,能够将3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A转化成中间代谢产物甲羟戊酸。对植物HMGR基因的克隆、酶结构和功能分析、基因组织表达及调控等方面进行了综述,旨在为其在重要农作物的遗传改良、代谢产物工程植物创制以及植物亲缘关系分析中的应用等研究提供理论依据。